JPH06238652A - セメントペーストミキシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水セメント比が所定範囲内に保たれたセメン
トペーストを供給するセメントペーストミキシング装置
の提供。 【構成】 排出量調節バルブを備えたタンク２、３、４
と、これらの各タンクから排出された各材料を貯えてミ
キシングを行うミキサ部１４とを備え、このミキサ部１
４全体の重量を検出するロードセル（重量検出手段）１
５を設けたセメントペーストミキシング装置１におい
て、あらかじめ入力されている各材料の設定投入量、投
入順序に基づいて各排出量調節バルブを順次一つずつ開
閉制御し、一つの投入が完了するごとにロードセル１５
から出力される実際の投入量と設定投入量との誤差を検
出し、この誤差によって実際の水セメント比が所定範囲
を越えているときに、実際の水セメント比が所定範囲内
になるまで各排出量調節バルブを開閉制御する制御部３
１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、セメントペーストを
製造するセメントペーストミキシング装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の建設、土木工事や住宅
などの建築工事において、コンクリートが広く用いられ
ている。

【０００３】このコンクリートは、セメント、骨材
（砂、砂利）および水を練り混ぜ、砂利のすきまを砂で
満たし、これをセメントと水、さらに場合によっては混
和剤を練り混ぜたセメントペースト（以下、この構成の
ものをセメントペーストと定義する）で膠着させたもの
である。

【０００４】ところで、コンクリートの特色の一つとし
て、固化後の強度、耐久性が良好であることが挙げられ
るが、このうち特に強度はセメントに対する水の重量比
（これを水セメント比という）に大きく支配される。

【０００５】このため、コンクリート工場やダム工事な
どの大規模な工事現場に設置されている、いわゆるバッ
チャプラントと呼ばれるコンクリート製造装置には、水
セメント比を管理するために、セメントおよび水、その
他の材料の重量を自動計量してからミキサへ投入する方
式のものがある。

【０００６】一方、道路工事などの比較的小規模な工事
現場に設置されるものには、例えば、実公昭５７−５７
９４０号公報に示されるように、セメントおよび水、そ
の他の材料の配合の割合を管理するために、ミキサ全体
の重量を表示して各材料の投入量を監視する機能を備え
たものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
自動計量は、各材料をミキサへ投入する時点で行われる
もので、実際にミキサ内に投入された各材料の重量を計
量しているものではない。

【０００８】言い換えれば、ミキサ内の各材料の実際の
重量を管理しているものではない。したがって、例え
ば、計量後のセメントや水がミキサ内へ投入される前に
ミキサの外部にこぼれたり、セメントなどの粉体材料が
シューベルシュート（ミキサまでの材料の通路）の内周
壁にこびりついたままであっても、所定量の材料が投入
されたものとしてそのままミキシングが行われ、その結
果、水セメント比が適性でないセメントペーストを用い
てコンクリートを製造してしまうことがある。

【０００９】また、ミキサ全体の重量を表示する機能を
備えたものでは、作業者が重量表示を視認しながら、各
材料の投入操作を行うため、セメントペーストの水セメ
ント比を適正な値に保つことがむずかしい。

【００１０】この発明は、このような実情を背景として
創作されたもので、水セメント比があらかじめ設定され
た所定範囲内に保たれたセメントペーストを供給するこ
とができるセメントペーストミキシング装置を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のセメン
トペーストミキシング装置は、上記の目的を達成するた
め、セメントの排出量を調節するセメント量調節バルブ
が設けられたセメントタンクと、水の排出量を調節する
水量調節バルブが設けられた水タンクと、副材料の排出
量を調節する副材料量調節バルブが設けられた少なくと
も１つの副材料タンクと、前記各タンクから排出された
前記セメントと前記水と前記副材料とを貯えてミキシン
グを行いセメントペーストを製造するミキサ部とを備
え、このミキサ部全体の重量を検出する重量検出手段を
前記ミキサ部に設けたセメントペーストミキシング装置
において、あらかじめ入力されている前記セメントと前
記水と前記副材料のそれぞれの設定投入量および投入順
序に基づいて前記セメント量調節バルブと前記水量調節
バルブと前記副材料量調節バルブとを順次一つずつ開閉
制御し、前記セメントと前記水と前記副材料のいずれか
一つが投入完了するごとに前記重量検出手段から出力さ
れる実際の投入量と前記設定投入量との誤差を検出し、
この誤差によって実際の水セメント比が所定範囲を越え
ているときに、実際の水セメント比が前記所定範囲内に
なるまで当該投入に係る前記セメント量調節バルブと前
記水量調節バルブと前記副材料量調節バルブのいずれか
一つを開閉制御する制御部を設けたことを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】請求項１に記載のセメントペーストミキシング
装置によれば、セメント量調節バルブと水量調節バルブ
と副材料量調節バルブとが順次一つずつ、あらかじめ入
力されているセメントと水と副材料のそれぞれの設定投
入量および投入順序に基づいて制御部によって開閉制御
される。これにより、ミキサ部には、セメントペースト
の材料が単品ごとに投入されることとなる。

【００１３】このミキサ部には、ミキサ部全体の重量を
検出する重量検出手段が設けられており、セメントと水
と副材料のいずれか一つが投入完了するごとにこの重量
検出手段から出力される実際の投入量が制御部に入力さ
れる。

【００１４】この制御部は、前記設定投入量とこの実際
の投入量との誤差を検出し、この誤差によって実際の水
セメント比が所定範囲を越えているときに、実際の水セ
メント比が前記所定範囲内になるまでその投入に係るセ
メント量調節バルブと水量調節バルブと副材料量調節バ
ルブのいずれか一つを開閉制御する。

【００１５】したがって、制御部がいわば重量監視機能
を果たすことになり、水セメント比があらかじめ設定さ
れた範囲内に保たれたセメントペーストを供給すること
ができる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明のセメントペーストミキシン
グ装置の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１において、１はセメントペーストミキ
シング装置で、セメントタンク２と、水タンク３と、副
材料としての混和剤を貯える混和剤タンク４とを備えて
いる。セメントタンク２には、セメントサイロ５からス
クリューフィーダ６によってセメントが搬送投入され、
あらかじめ設定されている投入量のセメントを一時貯え
るようになっている。このセメントタンク２には、計量
器（図示省略）が設けられており、セメントの排出量を
調節するセメント量調節バルブ７が閉状態のときにセメ
ントタンク２内に貯えられるセメントの重量を計量する
ようになっている。ここで計量されたセメントは、後述
するミキサ部に投入される。

【００１８】なお、セメント量調節バルブ７は、圧縮空
気で駆動するバタフライ弁とされている。

【００１９】水タンク３には、水中ポンプ８が設けら
れ、この水中ポンプ８によって汲み上げられた水は配管
９を通って、やはり後述するミキサ部に投入される。な
お、Ｆは水循環弁である。

【００２０】配管９の途中には、水の排出量を調節する
水量調節バルブ１０が設けられている。この水量調節バ
ルブ１０も圧縮空気で駆動するバタフライ弁とされてい
る。混和剤タンク４には、混和剤を排出するロータリー
式ポンプ１１が設けられ、このロータリー式ポンプ１１
によって排出された混和剤は配管１２を通って、やはり
後述するミキサ部に投入される。

【００２１】配管１２の途中には、混和剤の排出量を調
節する混和剤量調節バルブ１３が設けられている。この
混和剤量調節バルブ１３は、圧縮空気で駆動する三方弁
とされている。これは、ロータリー式ポンプ１１の排出
が定量と同時に停止とならないため、ロータリー式ポン
プ１１を作動させたままで、混和剤の排出量の調節を行
うために設けられたものである。

【００２２】１４は、計量されたセメントと、水および
混和剤を貯えてミキシングを行いセメントペーストを製
造するミキサ部で、撹拌マシンＭを備えている。

【００２３】このミキサ部１４には、このミキサ部１４
全体の重量を検出する重量検出手段としてのロードセル
１５が装着されている。

【００２４】ミキサ部１４に設けられた排出バルブ（圧
縮空気で駆動するバタフライ弁）１６の下方には、ミキ
サ部１４で製造されたセメントペーストを貯えるととも
に、その固化を防止するためのアジテータタンク１７が
設置されている。このアジテータタンク１７は、撹拌マ
シンＭと液面レベルを検出するための超音波レベルセン
サＳとを備えている。

【００２５】このアジテータタンク１７には、排出バル
ブ１８と水洗用バルブ１９（いずれも圧縮空気で駆動す
るバタフライ弁）とが設けられ、排出バルブ１８の排出
側にはグラウトポンプ２０が配管２１によって接続され
ている。水洗用バルブ１９は、配管２２によって配管９
と接続されている。

【００２６】この配管２２の途中には、水量補正用の水
量調節バルブとしての水量微調整バルブ２３が設けら
れ、この水量微調整バルブ２３によって水量を微調整さ
れた水もミキサ部１４に投入されるようになっている。
なお、この水量微調整バルブ２３も圧縮空気で駆動する
バタフライ弁とされている。

【００２７】３１は、各バタフライ弁７、１０、１６、
１８、１９および２３の開閉ならびに水中ポンプ８をは
じめとする各駆動部の作動を制御する制御部としてのマ
イクロコンピュータで、ＣＰＵ３２、メモリ部３３およ
び操作盤３４とから構成されている。

【００２８】メモリ部３３には、セメントと水と混和剤
のそれぞれの設定投入量および投入順序があらかじめ入
力されている。

【００２９】ＣＰＵ３２には、ロードセル１５および超
音波レベルセンサＳからのデジタル信号が入力されるよ
うになっている。

【００３０】このマイクロコンピュータ３１は、図２お
よび図３に示す制御手順にしたがって前記の開閉制御を
行う。なお、この実施例では、水、混和剤、セメントの
順序で投入が行われるものとする。また、混和剤の含有
量は水セメント比に関与しないものなので、設定量が正
しく投入されているものとする。さらに、水中ポンプ８
などの駆動部の作動制御は前記開閉制御に連動するもの
なので、説明を省略する。

【００３１】まず、水量調節バルブ１０を開き、水をミ
キサ部１４に投入する（ステップＳ１）。

【００３２】そして、ミキサ部１４全体の重量を逐次検
出する。すなわち、水の実際の投入量を検出する。この
水の投入量が設定量の８０％に達したところで、毎秒当
りの投入量を少なくして投入量をできるだけ設定量に近
づける（ステップＳ２）。

【００３３】水の投入量が設定量にほぼ等しくなったと
ころで、水量調節バルブ１０を閉じる（ステップＳ
３）。

【００３４】次に、混和剤量調節バルブ１３を開き、混
和剤をミキサ部１４に投入する（ステップＳ４）。

【００３５】そして、ミキサ部１４全体の重量を逐次検
出する。すなわち、混和剤の実際の投入量を検出する
（ステップＳ５）。

【００３６】混和剤の投入量が設定量にほぼ等しくなっ
たところで、混和剤量調節バルブ１３を閉じる（ステッ
プＳ６）。

【００３７】さらに、セメント量調節バルブ７を開き、
セメントをミキサ部１４に投入する（ステップＳ７）。

【００３８】そして、ミキサ部１４全体の重量を逐次検
出する。すなわち、セメントの実際の投入量を検出する
（ステップＳ８）。

【００３９】このセメントの投入量が設定量の８０％に
達したところで、毎秒当りの投入量を少なくしながら投
入量をできるだけ設定量に近づけ、セメントの投入量が
設定量にほぼ等しくなったところで、セメント量調節バ
ルブ７を閉じる（ステップＳ９）。

【００４０】これらの投入動作が終了した後、水の実際
の投入量Ｗ1とセメントの実際の投入量Ｃ1から実際の水
セメント比Ａ（＝Ｗ1／Ｃ1）を算出するとともに、水の
設定投入量Ｗとセメントの設定投入量Ｃとから得られる
設定水セメント比Ｂ（＝Ｗ／Ｃ）を算出し、ＡとＢとの
誤差百分率Ｘ（＝（（Ａ−Ｂ）／Ｂ）×１００）（％）
を算出する（ステップＳ１０）。

【００４１】このＸが、０≦Ｘ≦２の範囲内にあるかど
うかをステップＳ１１で判断する。０≦Ｘ≦２の場合に
は、ミキサ部１４が作動してミキシングを行う（ステッ
プＳ１３）。

【００４２】一方、Ｘ＜０の場合には、Ｘ＝０となる水
の量を算出して、水量微調整バルブ２３を開き、その量
に相当する水を投入する。そして、ステップＳ１０にも
どる（ステップＳ１４）。

【００４３】また、２＜Ｘの場合には、Ｘ＝２となるセ
メントの量を算出して、セメント量調節バルブ７を開
き、その量に相当するセメントを投入する。そして、ス
テップＳ１０にもどる（ステップＳ１５）。

【００４４】これらのステップＳ１０〜ステップ１５
を、Ｘが０≦Ｘ≦２を満足するまでループして投入動作
を終了する（ステップＳ１６）。

【００４５】以上のステップにより、セメントと水のい
ずれか一つが投入完了するごとにロードセル１５から出
力される実際の投入量がマイクロコンピュータ３１に入
力される。

【００４６】このマイクロコンピュータ３１は、前記設
定投入量とこの実際の投入量との誤差を検出し、この誤
差によって実際の水セメント比が所定範囲を越えている
ときに、実際の水セメント比が前記所定範囲内になるま
でその投入に係るセメント量調節バルブ７と水量微調整
バルブ２３のいずれか一つを開閉制御する。

【００４７】したがって、マイクロコンピュータ３１が
いわば重量監視機能を果たすことになり、水セメント比
があらかじめ設定された範囲内に保たれたセメントペー
ストが得られる。

【００４８】また、各材料の実際の使用消費量などは、
メモリ部３３に記憶され、操作盤３４に設けられたプリ
ンタ（図示省略）によって、日報などとして出力するよ
うにしてもよい。

【００４９】なお、この発明は、セメントペーストミキ
シング装置のみならず、バッチャプラントなどのコンク
リートミキシング装置にも応用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、ミキサ部に設けられた重量検出手段が、セメントと
水と副材料のいずれか一つが投入完了するごとにミキサ
部全体の重量を検出し、この検出結果が制御部に入力さ
れるようになっている。しかも、この制御部では、設定
投入量と実際の投入量との誤差を検出し、この誤差によ
って実際の水セメント比が所定範囲を越えているとき
に、実際の水セメント比が所定範囲内になるまでその投
入に係るセメント量調節バルブと水量調節バルブと副材
料量調節バルブのいずれか一つを開閉制御するようにな
っている。したがって、水セメント比があらかじめ設定
された範囲内に保たれたセメントペーストを供給するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のセメントペーストミキシング装置の
説明図である。

【図２】この発明のセメントペーストミキシング装置に
設けられるマイクロコンピュータの制御手順を示すフロ
ーチャートの一部である。

【図３】図２に示すフローチャートに続くフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ セメントペーストミキシング装置 ２ セメントタンク ７ セメント量調節バルブ ３ 水タンク １０ 水量調節バルブ ２３ 水量微調整バルブ（水量調節バルブ） ４ 混和剤タンク（副材料タンク） １１ 混和剤量調節バルブ（副材料量調節バルブ） １４ ミキサ部 １５ ロードセル（重量検出手段） ３１ マイクロコンピュータ（制御部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメントの排出量を調節するセメント量
   調節バルブが設けられたセメントタンクと、水の排出量
   を調節する水量調節バルブが設けられた水タンクと、副
   材料の排出量を調節する副材料量調節バルブが設けられ
   た少なくとも１つの副材料タンクと、前記各タンクから
   排出された前記セメントと前記水と前記副材料とを貯え
   てミキシングを行いセメントペーストを製造するミキサ
   部とを備え、このミキサ部全体の重量を検出する重量検
   出手段を前記ミキサ部に設けたセメントペーストミキシ
   ング装置において、 あらかじめ入力されている前記セメントと前記水と前記
   副材料のそれぞれの設定投入量および投入順序に基づい
   て前記セメント量調節バルブと前記水量調節バルブと前
   記副材料量調節バルブとを順次一つずつ開閉制御し、前
   記セメントと前記水と前記副材料のいずれか一つが投入
   完了するごとに前記重量検出手段から出力される実際の
   投入量と前記設定投入量との誤差を検出し、この誤差に
   よって実際の水セメント比が所定範囲を越えているとき
   に、実際の水セメント比が前記所定範囲内になるまで当
   該投入に係る前記セメント量調節バルブと前記水量調節
   バルブと前記副材料量調節バルブのいずれか一つを開閉
   制御する制御部を設けたことを特徴とするセメントペー
   ストミキシング装置。